300 mm 制程硅自旋量子比特单元细胞，所有操作忠诚度超过 99%

在高级 300 mm 单晶硅制程中制造量子处理器提供了实现商业可行量子计算的独特规模路径，潜在在单芯片上拥有数百万个量子比特。本文展示了在 300 mm 半导体加工线中制造的硅双量子比特装置的精确量子操作。关键指标包括单量子比特和双量子比特控制忠诚度超过 99%，以及状态准备和测量忠诚度超过 99.9%，如经 gate set tomography（GST）所证实。我们报告的相干性和寿命为 $T_\mathrm{2}^{\mathrm{*}} = 30.4$ $\mu$s、$T_\mathrm{2}^{\mathrm{Hahn}} = 803$ $\mu$s，以及 $T_1 = 6.3$ s。关键的是，主要操作误差来自残余核自旋携带同位素，而非来自介电环境的电荷噪声。这解决了从量身定制的学术到工业半导体制造技术过渡时，是否有利特性（包括高忠诚度操作和长相干时间）的长期问题。